一種鋅電解過(guò)程重金屬水污染物源削減成套技術(shù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種重金屬水污染物削減的方法，具體涉及一種鋅電解過(guò)程重金屬水 污染物物源削減成套技術(shù)方法，屬于濕法冶金電解鋅行業(yè)電解車間領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋅是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)物質(zhì)，在航空航天和軍事工業(yè)等領(lǐng)域起著重要的作用。 我國(guó)鋅產(chǎn)量、消費(fèi)量已連續(xù)幾十年居世界第一。電解鋅行業(yè)在為國(guó)民經(jīng)濟(jì)做出巨大貢獻(xiàn)的 同時(shí)，也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。
[0003] 自20世紀(jì)初電解鋅行業(yè)誕生以來(lái)，泡板槽一直是該行業(yè)電解車間的標(biāo)配，也是電 解車間最大的重金屬?gòu)U水來(lái)源。鋅電解車間重金屬水污染的根源是傳統(tǒng)電解鋅生產(chǎn)技術(shù) 裝備落后，清潔生產(chǎn)水平低，部分電解鋅企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采用簡(jiǎn)陋的吊裝設(shè)備，用工量大，勞 動(dòng)條件惡劣，生產(chǎn)效率低下。從出槽、泡板、剝離、泡板到入槽等一系列工序中，都涉及到重 金屬?gòu)U水污染問(wèn)題，如電解出槽、帶鋅板泡板出槽及光板泡板出槽過(guò)程中陰極板表面挾帶 了大量重金屬?gòu)U液，是重金屬污染的最初液相源，其沿移動(dòng)路徑高空淋落至車間地面，不但 污染車間環(huán)境，同時(shí)濺落人體對(duì)工人健康造成傷害；出槽陰極板表面附著大量硫酸鋅固體 結(jié)晶物是重金屬污染的最初固相源，傳統(tǒng)工藝過(guò)程通過(guò)高溫泡板水溶解清洗，使其進(jìn)入水 相，產(chǎn)生了大量重金屬?gòu)U水；泡板槽泡板水每三天需要排放處理，由于生產(chǎn)工藝過(guò)程產(chǎn)生大 量液相固相污染物未能有效實(shí)施削減或回收，導(dǎo)致其大量轉(zhuǎn)移進(jìn)入泡板工序，不得不依賴 泡板槽進(jìn)行清洗，才能保證清洗質(zhì)量，由此產(chǎn)生了大量的重金屬?gòu)U水，不能完全回用于主體 工藝過(guò)程。年產(chǎn)10萬(wàn)噸的電解鋅企業(yè)，電解車間泡板槽中重金屬工藝廢水存儲(chǔ)量150m 3左 右，其中含有高濃度的鋅、錳、銅、鉛、鎘，各金屬離子濃度大大超過(guò)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，且在帶鋅 板泡板過(guò)程中發(fā)生了嚴(yán)重的電解鋅產(chǎn)品反溶問(wèn)題，給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失；此外，電解車間還 產(chǎn)生大量沖洗槽面及車間地面的沖洗廢水，上述工藝廢水匯集之后排入廢水處理廠綜合處 理。
[0004] 目前電解鋅企業(yè)完全依賴末端廢水治理技術(shù)治理或難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)或成本過(guò)高，導(dǎo) 致大量的資源浪費(fèi)，還容易造成二次污染，尤其無(wú)法解決操作環(huán)境對(duì)工人身體健康的危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鋅電解過(guò)程重金屬水污染物源削減成套 技術(shù)方法，該方法能很好地解決電解鋅電解車間重金屬?gòu)U水產(chǎn)生量大、重金屬水污染物嚴(yán) 重、用工量大、電解效率低等問(wèn)題，最關(guān)鍵的是該方法針對(duì)鋅電解車間重金屬?gòu)U水產(chǎn)生過(guò)程 源頭多、面域大、流程長(zhǎng)、移動(dòng)性強(qiáng)，以及空間發(fā)散的復(fù)雜性，根據(jù)先減量、再循環(huán)的原則，成 功地從根本上將其一次性整體解決的源削減技術(shù)，徹底取消了在電解鋅行業(yè)使用了 1〇〇多 年的泡板槽，使其成為歷史。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：
[0007] -種鋅電解過(guò)程重金屬水污染物源削減成套技術(shù)方法，包括液相源削減、固相源 削減、清洗廢水總量削減、陰極板后續(xù)五步處理和陰極板精準(zhǔn)入槽共9個(gè)實(shí)施步驟，首先對(duì) 陰極板挾帶液相污染物進(jìn)行第一次削減處理，從源頭減少液相污染物的產(chǎn)生量；其次再進(jìn) 行陰極板上固相污染物的第二次削減處理，從源頭減少固相污染物的產(chǎn)生量；再次對(duì)陰極 板清洗廢水總量進(jìn)行第三次削減，從過(guò)程控制重金屬?gòu)U水產(chǎn)生量，最后是整個(gè)方法中的電 解極板的后續(xù)流程處理，實(shí)現(xiàn)電解陰極板與附著的金屬物質(zhì)分離、陰極板挑選、板面處理和 精準(zhǔn)入槽的功能。
[0008] 具體實(shí)施步驟如下：
[0009] (1)液相源削減：陰極板從電解液中提出過(guò)程中，采用刷具對(duì)陰極板附著的鋅皮 表面進(jìn)行緊密貼合刷收；
[0010] 陰極板板面沉積有一層3-6cm厚的金屬單質(zhì)薄層，稱之為鋅皮，受電解過(guò)程中受 其他因素的影響，鋅皮表面沉積的金屬鋅不均勻且粗糙，造成局部高凸或低洼部分，陰極板 在電解出槽過(guò)程中，陰極板表面的大量挾帶液是電解車間清洗廢水中重金屬的最初液相來(lái) 源，陰極板雙側(cè)板面沉積有一定厚度的鋅皮，鋅皮表面粗糙且有大量凹坑和凸出部分，陰極 板快速?gòu)碾娊獠壑刑岢觯\皮表面挾帶大量的含重金屬的電解液，尤其是鋅皮表面的凹坑 部分，利用刷收裝置在陰極板出槽提升過(guò)程中對(duì)陰極板附著的鋅皮表面進(jìn)行緊密貼合刷 收，刷具能深入鋅皮表面凹坑中，刷具由陰極板上鋅皮的上端往下端刷收運(yùn)動(dòng)，刷收過(guò)程 中，刷具深入鋅皮表面凹坑中，將凹坑中儲(chǔ)存的液相物質(zhì)導(dǎo)流或吸出，刷具帶出的液相物質(zhì) 進(jìn)行收集并后全部回用，實(shí)現(xiàn)重金屬液相污染物的源頭控制；
[0011] 所述的液相污染物源削減有利效果是：陰極板在電解出槽過(guò)程中，鋅皮表面凸凹 面的大量挾帶液是電解車間清洗廢水中重金屬的最初液相來(lái)源。通過(guò)開(kāi)發(fā)陰極板出槽挾帶 液原位刷收技術(shù)，在極板出槽提升過(guò)程中，快速完成對(duì)鋅皮凸凹面（尤其是凹面）挾帶液的 刷收，并收集回用，實(shí)現(xiàn)重金屬污染物的源頭控制，采取陰極板提升后進(jìn)行液相污染物刷收 方式，有效減少陰極板板面挾帶液相污染物的量，原位刷收技術(shù)實(shí)現(xiàn)陰極板出槽挾帶液削 減85%以上。
[0012] 所述液相污染物源削減中采用的刷具由剛?cè)嵝赃m中且不易變形的疏水性材質(zhì)制 成，且耐酸度高于250g/L，刷具與鋅皮凸凹面的貼合度為100%，刷毛長(zhǎng)度在50-100毫米為 宜，保證刷毛能刷到板面的凹坑，也能保證刷毛不彎曲變形。
[0013] (2)固相源削減：利用智能識(shí)別與去除裝置結(jié)合，清除陰極板上附著的固相污染 物；
[0014] 陰極板插入電解槽電解過(guò)程中，陰極板表面相界面上粘附大量無(wú)定型、無(wú)規(guī)則的 硫酸鋅結(jié)晶物，陰極板刷收處理后，陰極板經(jīng)過(guò)兩側(cè)板面的板面識(shí)別裝置，首先，線光源照 亮陰極板附著硫酸鋅結(jié)晶區(qū)域及其附近區(qū)域，陰極板兩側(cè)各有一個(gè)線陣相機(jī)對(duì)陰極板照亮 的區(qū)域進(jìn)行拍照，陰極板一側(cè)進(jìn)入光源拍攝區(qū)至陰極板另一側(cè)移動(dòng)出來(lái)，則完成整個(gè)陰極 板硫酸鋅結(jié)晶區(qū)域的拍照識(shí)別，拍攝的圖片經(jīng)系統(tǒng)分析處理，系統(tǒng)基于不同材質(zhì)表面光學(xué) 特性差異，準(zhǔn)確識(shí)別硫酸鹽類固相物質(zhì)的結(jié)晶附著位置、大小及形狀等，通過(guò)控制清除裝置 對(duì)硫酸鹽類固相物質(zhì)進(jìn)行精準(zhǔn)定位清除，將硫酸鹽類固相物質(zhì)與陰極板表面分離和回收， 回收利用的硫酸鹽類固相物質(zhì)占陰極板附著總量的99%以上，實(shí)現(xiàn)重金屬固相污染物的源 頭控制；
[0015] 所述清除裝置采用陰極板兩側(cè)的寬度可變刀片或滾輪，在機(jī)械動(dòng)力的作用下陰極 板兩側(cè)的刀片或滾輪沿平行陰極板板面的水平方向往返運(yùn)動(dòng)，水平往返運(yùn)動(dòng)前刀片或滾輪 以一定力度貼合固相物質(zhì)的附著區(qū)域，系統(tǒng)控制可變刀片進(jìn)行寬度變化或控制滾輪的上下 滾動(dòng)的幅度；
[0016] 所述固相污染物源削減有利效果：與傳統(tǒng)常規(guī)技術(shù)對(duì)比，該方法在陰極板整個(gè)板 面清洗前通過(guò)現(xiàn)代化識(shí)別技術(shù)單獨(dú)對(duì)陰極板板面附著的非產(chǎn)品固相物質(zhì)進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)須 清除的固相物質(zhì)的區(qū)域分布情況，控制清除裝置有目的、靈活地進(jìn)行清除工作，刀片或滾輪 可在系統(tǒng)的控制下進(jìn)行靈活調(diào)整，保證固相污染物的清除效率達(dá)99%以上，從源頭將固相 污染物資源化回收利用。
[0017] (3)清洗廢水總量削減：陰